3.1 SID-Ⅱsの構造と胸部たわみ量発生メカニズム SID-Ⅱsは小柄な女性の人体特性に基づいて設計された ダミーで，Fig.7に示すように従来のLINCAPで使用する SIDと比較すると肩部荷重，胸部および腹部たわみ量，腰 部荷重等の多くの入力を計測できるダミー構造となってい る。これによってダミーへの入力が計測できるため，車両 テストとクラッシュシミュレータテストの再現状態の比較 や，力学モデルの入力データとして活用できる。
SID-Ⅱsの胸部たわみ量は，Fig.8の胸部断面図∏に示す ように肋骨（Rib）と背骨（Spine）の間に取り付けられた 変位計によって計測される。このダミー構造から考えられ る胸部たわみ量は，Ribの移動量からSpineの移動量を差し 引いた量となる。
このメカニズムを要因図にまとめると，Fig.9のように なり，胸たわみ量の力学モデルの基本的考え方となる。こ れに基づき，外力とダミー構造部品のバネ定数や質量を計 測し運動方程式を立てた。これを解くことによって，その 考え方の妥当性とパラメータの寄与度分析が可能になり，
傷害値発生メカニズムの理解を深めることができる。
Fig.5 Chest Deflection Comparison of Actual Vehicle and Crash Simulator
Fig.6 Methodological Development Process in Crash Test
Fig.7 SID-Ⅱs and SID
Fig.8 Chest Structure of SID-Ⅱs
3.2 力学モデルの構築
まず，Fig.10に示す外力が加わる場合の1自由度減衰系 のスプリングとマスの運動方程式は，式∏のように表すこ とができる。
このスプリングとマスの組み合わせでSID-Ⅱsの力学モ デルπを考える。しかし，SID-ⅡsはFig.11からも分かるよ うに，多くの部品から構成されており実物に忠実なモデル は，非常に複雑なモデルになってしまう。今回のモデル化 の目的は，メカニズムの考え方の妥当性を確認することな ので，できるだけ簡素化し計算結果が実験結果と合わない 時のみ，スプリングとマスをモデルに追加し計算精度を向 上させた。最終的な胸部たわみ量の力学モデルは，Fig.11 の1次元3自由度系のバネマスモデルとした。このモデルは m1からm4の4つのマスとこれらを結合するk1からk3の3つの バネ，およびc1からc3の3つのダンパで構成されている。胸 部たわみ量は，リブ変位x1とスパイン変位x2の差として求 めることができる。このモデルの運動方程式を式πに示す。
∏
π
ここで[M]は質量マトリックス，[C]はダンピング係数 マトリックス，[k]はバネ定数マトリックス，｛F｝は入力 ベクトル，｛X‥｝は加速度ベクトル，｛X・｝は速度ベクトル，
｛x｝は変位ベクトルを示す。
Fig.9 Analysis Chart for Chest Deflection of SID-Ⅱs
Fig.11 SID-Ⅱs Spring-Mass Model with Three Degree-Freedom Systems
Fig.10 Spring-Mass Model with Single Degree-Freedom-System
この力学モデルの再現精度検証は，次のプロセスで行っ た。まず肩，胸，腰の個別部位毎に荷重を入力させて胸部 たわみ量の実測値と計算値が合うようにパラメータを最適 化した。次にこれら部位に同時に荷重を作用させて，胸部 たわみ量を比較した。
3.3 部位別シミュレーションパラメータの最適化 式πの連立微分方程式は，計算ソフトを用いて解を求め た。この時，質量やバネ定数等のパラメータは，実測した データを使用した。このデータを元にしてシミュレーショ ンとユニットテストの比較を行い，ピークレベルと波形パ ターンが近くなるようにパラメータの最適化を肩，胸，腰 の各部位毎に実施した。Fig.12は，胸部のインパクトテス トで得られた，胸部への入力荷重を示す。計算はこの値を 入力荷重として行い，シミュレーション結果とインパクト テスト時の胸部たわみ量を比較したものをFig.13に示す。
両波形はともに似ており，ピーク値の差も10％の範囲にあ り良く一致していることが分かる。
このような個別部位テストと計算結果の比較を繰り返す ことによって，パラメータの最適値を決定した。
3.4 モデルの検証と結果
SID-Ⅱs力学モデルの妥当性の検証は，前述の最適化し たパラメータを用いて実施したシミュレーション結果とク ラッシュシミュレータの実測値を比較して行った。Fig.14 に，クラッシュシミュレータの実験で計測した肩，胸，腰 の3点への入力荷重を示す。Fig.15は，このデータを入力 荷重として計算したシミュレーション結果と実験結果の比 較を示す。シミュレーション結果は実験結果に対し，波形 パターンは良く似ており，ピーク値の差も10％以内で，い ずれも良く一致している。
これらの結果から，力学モデルは実現象を良く再現でき ていることが確認できた。これはまた，考え方のベースと なっている胸部たわみ量の発生メカニズムについても妥当 であることを示している。
Fig.12 Measured Force for Rib
Fig.13 Chest Deflection Comparison of Experiment and Simulation
Fig.14 Measured Forces for SID-Ⅱs
Fig.15 Chest Deflection Comparison of Experiment and Simulation